建筑专业毕业设计论文
毕业设计论文
浅谈住宅区大型地下车库出现的裂缝成因和处理方法
摘 要: 依据自己监理地下车库裂缝情况,发现裂缝,对裂缝观测记录,进行成因分析,对施工方案的论述。给今后类似工程防止和处理裂缝提供借鉴预控经验。
关键词: 商品混凝土; 裂缝; 施工
1 工程概况
杭州市余杭区仓前镇4#农居点(一期)多高层住宅房屋建筑工程,由施工单位浙江振丰建设有限公司承建。该项目由10栋六层两单元住宅楼和4栋14层高层楼群组成;其地下车库和地下储藏室集中设置于多高层公寓下面,地下车库南北长度约 190米 ,宽度65余米 ,工程总建筑面积10.5 万余㎡ ,其中地下室总面积约为15627㎡ .本工程为建筑一类工程,工程建筑耐久等级为一级。高层楼房采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,群楼间的地下室和车库,采用现浇钢筋混凝土框架结构,基础先张法钢筋混凝土预应力管桩,地下室底板厚500mm ,地下室外墙厚400mm。
本住宅小区房屋建筑工程,设计单位:浙江安地规划设计有限公司,采用钢筋混凝土框剪结构;混凝土强度等级为:墙柱为C25~C35 ,梁板C30 ,其余部位C15~C20 。混凝土保护层厚度为15mm~35mm(地下迎水面为50毫米)。
2 裂缝调查
2.1 调查内容
(1) 裂缝情况:包括裂缝位置、长度、宽度、深度、性质及发展情况等,该工程裂缝发生在顶板、墙板累计100多条;主要是顶板裂缝,有一些已经贯通,且一部分裂缝因为在楼与楼之间,其上为种植花园景点,存在渗水现象,看起来较明显,车库剪力墙上也有裂缝,从车库顶(层高4.0)向下最长约2米,距地板有1.8米未裂通。
(2) 设计、施工情况:设计采用后浇带(800宽),未采用设置伸缩缝;施工原因调查包括相应位置的钢筋结构构造、保护层厚度、浇筑时间、养护时间、拆模时间、混凝土强度等级、施工工艺及养护记录情况等。
2.2 调查方法和手段
2.201 调查方法
裂缝调查采用全数检查与典型调查相结合的方法,跟踪时间超过6个月。对于裂缝比较集中的地下车库,顶板区块的裂缝分布情况进行全数检查,对裂缝深度进行抽查,并对比较典型的裂缝的发展情况进行跟踪调查和观测。
2.2.2 调查手段
根据现场不同的裂缝,采用调查的设备和工具有以下几种:
(1) 裂缝位置 主要根据设计图,借助于钢尺、相机、DV等进行检查调查,并绘制裂缝分布图。
(2) 裂缝宽度 使用塞尺、刻度放大镜进行测量。
(3) 裂缝长度 用钢尺和皮尺测量。
(4) 裂缝深度 按照规范要求用超声波仪测量超声波发送和响应时间,经过计算得到裂缝深度。
2.3 跟踪调查
车库顶板厚度16厘米,墙壁厚度40厘米,个别顶板裂缝已经贯通。对地下车库抗渗混凝土部分裂缝的宽度进行了跟踪调查,调查结果表明:地下室的少量裂缝在继续发展,不过发展趋势不大;在地下室顶板和墙面分别有少量新的裂缝产生。
3 裂缝原因研究
3.1 混凝土裂缝的类型和产生原因
混凝土的裂缝按产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝和完全硬化后裂缝;或温度裂缝或拆模过早引起的裂缝。按引起裂缝产生的原因把混凝土裂缝分为二大类:
第〔1〕类,由第一类外荷载引起的裂缝,包括按照常规计算的主要应力引起的“荷载裂缝”,以及由结构次应力引起的“荷载次应力裂缝”,二者通称为结构性裂缝、受力裂缝。
第〔2〕类,由第二类荷载即变形变化引起的裂缝,包括温度、湿度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝,也称非结构性裂缝。
3.2 裂缝原因分析
I) 温度及环境影响:地下车库属于剪力墙和框架共同承受竖向和水平作用的现浇钢筋混凝土结构。车库基础设计为筏板基础+预应力混凝土静压桩(抗拔桩),而剪力墙下(四周)未设计桩。该车库剪力墙和顶板同步分三段施工。三段浇筑均处于一年当中的夏季高温季节,该季节气温环境对混凝土凝固收缩将产生相当不利影响。因为采用商品强度C35P6混凝土,材料收缩较大;车库是地下室内结构,但施工期长,混凝土整体外露时间较长(混凝土结构设计规范13页有说明),而且无伸缩缝的情况下,也相当于增大伸缩间距时,尚未考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响,是导致顶板和剪力墙产生裂缝的重要的客观原因。因为温度变化和混凝土收缩这类间接作用引起的变形和位移对于超静定混凝土结构可能引起很大的约束应力,严重的会导致结构构件开裂,致使结构的受力形态发生变化。 II)车库长度190多米、宽度65米;设计图纸中未设伸缩缝,只设后浇带
根据调查结果分析,以及对地下室裂缝的初步跟踪调查,地下室有些裂缝有进一步发展趋势,且有新的裂缝产生,裂缝的产生表现为“时间过程”,呈现由变形变化引起的裂缝特点,估计地下室裂缝由变形变化引起为主。根据地下室的裂缝特点,分析其原因有以下几方面:
(1) 材料原因
根据搅拌站提供的原材料实际计量数据看,其用水量波动较大,可能导致混凝土质量波动也较大。
(2) 施工原因
根据在现场对施工过程的观察、对现场混凝土的检查和对施工人员的访问,发现有几个问题:一是混凝土的蜂窝麻面,二是混凝土的养护,三是拆模时间。窝麻面反映混凝土立模和振捣方面存在不足,而养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著,直接影响混凝土的抗裂能力。在混凝土产生足够强度以前,过早拆模以及在混凝土施工面上过早从事其它准备工序,会
破坏混凝土结构,降低承载力,导致裂缝的产生。另外,根据施工单位编制的《施工组织设计》,由于地下车库与地下室相连,地下室上有7~14层不同高度的建筑住宅,地下室外墙与楼房地下一层底板相连。而地下车库底板与地下室底板有落差一米多。车库外墙、顶板的后浇带施工存在技术间歇时间,为使楼房节省工期,将地下车库墙与地下室底板结构一起施工。这样使原来的结构刚度和结构构件的约束情况有所变化,在地基差异沉降变形和荷载影响下,就可能导致B-F 轴墙和地下室楼板产生裂缝。
(3)施工图设计原因
首先,不能简单地采取某些措施就草率地增大伸缩缝间距. 当适当增大伸缩缝间距,但不能用后浇带代替伸缩缝(GB50010-2002规范P291)。
其次,因为B-F轴线两侧所受荷载及两侧结构的刚度或柔性有显著差异,使其变形差异较大,由于超静定结构的强约束作用,从而导致裂缝的产生。
(4) 基础沉降原因
楼房下地下室的东西方向和南北方向的地质情况均有差异,其中东西方向的荷载和结构刚度基本相同,南北方向的荷载和结构刚度差异较大。在不同的静荷载和施工荷载作用下,因其沉降位移不同。
(5) 环境原因
由跟踪调查情况看,地下车库个别裂缝宽度还有所发展,而且有新的裂缝产生,但原有裂缝也在闭合或者宽度变小,跟踪调查时正值寒潮期间,因此,新的裂缝和裂缝的发展由温度变化引起的可能性较大,但楼房的荷载还在增大,地基的沉降尚不稳定,故地基沉降仍然是其原因之一。
4.裂缝危害性分析
顶板的裂缝较多,墙面裂缝较少。根据裂缝调查结果、建筑物重要性、使用功能和裂缝控制标准看,地下室裂缝目前对结构的安全性影响还不大,但由于少量裂缝有轻微的进一步发展趋势,而且裂缝数量多,因此现有的裂缝会影响结构的使用功能和外观,应该按照规范或设计要求对裂缝进行相应的处理。对于裂缝稳定之后,要求车库顶板和墙面迎水裂缝处增强防水措施。
5 预防裂缝的措施和建议
(1) 商品混凝土公司搅拌站,应该加强原材料质量检测和控制,特别是砂石含水量和含泥量的检测和控制,以确保混凝土本身的质量;进一步优化混凝土配比,提高混凝土抗裂能力;对一些必要的试验检测工作应予加强,如混凝土收缩试验等。
(2) 施工项目部,具体组织施工中应该重视施工质量和加强质量管理,特别是要重视混凝土振捣时间、震点、密实度和养护100%到位,保证模板的牢固,钢筋保护层的准确等;作好日常的施工记录,包括养护记录、施工异常情况处理记录、施工日志、质量检查日志。严格按照设计图纸进行施工,特别是要保证钢筋位置和数量,否则会造成严重后果。
(3) 设计单位进行结构设计时,应该主动征求兄弟单位的技术人员的意见,特别是征求施工单位、科研单位的意见;征求材料研究人员、质检人员的意见,以保证所设计的工程既安全、节约,又便于施工质量保证。
6 工程经验教训小结:
通过现场调查记录、参考和阅读有关规范,经过专题会议讨论和理论分析,得出以下初步结论:
(1)地下车库和地下室裂缝由变形变化(温度和沉降引起)、伸缩缝引起为主因,特别是沉降变形和伸缩缝引起的可能性较大。
(2) 地下车库新发现的裂缝由温度变化和沉降变形共同引起的可能性较大。
(3) 经过时间考验后,目前该工程已经竣工验收完毕。从当前情况看,地下车库现有裂缝对本工程的安全还没有太大的危害,不需要特别加固处理,只是增强防水处理,确保构件混凝土内部钢筋不被侵蚀,确保混凝土构件结构耐久性。
参考文献
1 混凝土结构设计规范GB50010-2002,中国建筑工业出版社,起草单位:中国建筑科学研究院
2 地下工程防水技术规范GB50108-2008;中国计划出版社,起草单位:国家住房和城乡建设部
3 混凝土结构工程质量施工验收规范GB50204-2002,主编单位:中华建筑科学研究院
4 “混凝土工程病害与修补加固”,海洋出版社, 蒋元驹,韩素芳主编,1996 年7 月,第一版.